کاربردهای اصلی هوش مصنوعی در معماری

هوش مصنوعی در حال تغییر دادن، پیشرفت و سرعت بخشیدن به معماری است که در اینجا به زمینه‌های اصلی این تغییرات اشاره می‌کنیم.

امروزه نرم‌افزارهای مختلفی در دسترس هستند که به‌راحتی می‌توانند محاسبات ساختمان و همچنین تجزیه‌وتحلیل محیطی را انجام دهند. این برنامه‌ها تمام داده‌ها را در دسترس معمار قرار می‌دهند که در غیر این صورت، کامپایل کردن آن‌ها به زمان و تلاش زیادی نیاز دارد.

فناوری هوش مصنوعی راه را برای معماران هموار می‌کند تا محاسبات ساختمانی بسیار دقیق و سریع را در طرح‌های خود بگنجانند. به‌عنوان مثال، راه‌حل‌های روشنایی هوشمند و سیستم‌های مدیریت هوشمند آب در طرح‌های اولیه کار می‌شوند و پایداری ساختمان را از همان ابتدا تضمین می‌کنند. این پیشرفت‌ها فقط با هوش مصنوعی امکان‌پذیر شده است و حتی در یک دهه پیش، انجام چنین کارهایی ممکن نبودند.

هوش مصنوعی می‌تواند زمان طراحی یا برنامه‌ریزی یک سازه را از طریق مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (BIM) بهطور قابل توجهی کاهش دهد. درست است که ساخت مدل‌های سه‌بعدی ساختمان‌ها از طریق CAD (طراحی به کمک رایانه) کاربرد زیادی دارد. اما BIM آن را به سطح بالاتری انتقال می‌دهد تا اطلاعات محصولات، هزینه‌ها و زمان پروژه را نیز در بر بگیرد و محدوده ساخت پروژه را کاملا به معمار ارائه ‌دهد.

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان در ترکیب با سایر نرم‌افزارهای طراحی کار می‌کند. در سال‌های اخیر شاهد تکامل زیادی در نرم‌افزار مدل‌سازی بوده‌ایم که به معماران اجازه می‌دهد با اشکال و فرم‌های منحنی بازی کنند. امروزه نرم‌افزارهایی مانند Grasshopper بیشتر حدس‌ها، محاسبات و آزمون و خطا را از فرآیند برنامه‌ریزی خارج می‌کند و معماران را قادر می‌سازد تا با آزمایش طرح‌های خارق‌العاده‌تری بسازند.

هوش مصنوعی در معماری امکان تجزیه‌وتحلیل داده‌ها و شناسایی ناکارآمدی‌ها را فراهم می‌کند. بنابراین معماران را قادر خواهد ساخت تا پروژه‌هایی کاملا بهبودیافته طراحی کنند.

واقعیت افزوده پس از تحول صنعت بازی‌های ویدیویی، اکنون در حال پیدا کردن جایگاه خود در صنعت معماری است. در حال حاضر، شرکت‌های ساخت‌وساز به مشتریان اجازه می‌دهند تا بدون نیاز به تغییر در زمین، طرح‌های پیشنهادشده برای ساختمان نهایی را در دنیای مجازی تجربه کنند.

به کمک هوش مصنوعی، همه چیز از زیبایی‌شناسی گرفته تا صداها را می‌توان شبیه‌سازی کرد. همچنین این فناوری اجازه می‌دهد قبل از اینکه مقدار قابل‌توجهی پول برای ساخت بنا خرج شود، بازخورد کارفرما درباره طرح دریافت شود. بنابراین به کاهش هزینه‌های عمومی در ساخت‌و‌ساز منجر خواهد شد.

آزمایش را یک ابزار مخاطره‌آمیز در معماری می‌دانند. اما پایداری، استحکام و عملکرد یک طرح را نمی‌توان از پیش ارزیابی کرد. اما با کمک هوش مصنوعی می‌توان طراحی، شرایط سایت و سایر پارامترها را به‌صورت مجازی به بوته آزمایش گذاشت. این امر به طراح یا معمار امکان می‌دهد تا آزمایش را بدون ضرر و زیان زیادی برای کارفرما انجام دهد. همچنین قبل از اینکه پروژه به مرحله اجرا برسد، می‌توان راه‌حل‌هایی را برای آن در نظر گرفت.

به طور معمول، معماران قبل از شروع هر ساخت‌و‌ساز، هفته‌ها، ماه‌ها یا حتی سال‌ها را صرف برنامه‌ریزی یک پروژه می‌کنند. آن‌ها طی یک سری جلسات با کارفرما به اصلاح طرح‌ها یکی پس از دیگری می‌پردازند تا اینکه به مدل نهایی برسند. علاوه بر این، معماران باید قوانین ساختمانی و شهری را بررسی کنند که مدام به‌روز می‌شوند. همه این‌ها زمان قابل‌توجهی را برای فرآیند طراحی ساختمان صرف خواهد کرد.

هوش مصنوعی می‌تواند زمان لازم برای رسیدن به یک طرح را به ساعت‌ها یا حتی چند دقیقه کاهش دهد. معماران به‌زودی خواهند توانست به یک پایگاه داده عظیم و دائما به‌روزشده از طرح‌ها و کدها متصل شوند و به فناوری اجازه دهند تغییرات طراحی را در زمان واقعی برای مشتری ایجاد کند.

با اینکه تقریبا 7 درصد از نیروی کار جهان در صنعت ساخت‌و‌سازمشغول به کار هستند که در میان صنایعی قرار می‌گرفت که از نظر کاربرد فناوری چندان پیشرفتی نشان نمی‌داد. اما پس از ادغام هوش مصنوعی در ساخت‌و‌ساز، هزینه‌های ساختمان تا بیست درصد کاهش خواهد یافت.

علاوه بر استفاده از ماشین‌آلات ساخت‌و‌ساز مستقل برای کمک به کار حفاری، با کاربرد هوش مصنوعی در معماری می‌توان مکان‌های مناسب را برای ساخت بنا یا سازه در نظر گرفت و عوامل خطر را شناسایی کرد. خطراتی که ممکن است تاخیرهای زیادی در کار ایجاد کنند و مشکلات را به حداکثر برسانند.

کسب‌وکارها و شرکت‌ها برای تامین امنیت و نظارت بر افرادی که به آنجا رفت‌وآمد دارند، معمولا از امنیت ویدیویی استفاده می‌کنند. اما با ضبط فیلم‌های طولانی به‌ندرت می‌توان به شناسایی فعالیت‌های مشکوک پرداخت.

با این حال، یک سیستم امنیتی مجهز به هوش مصنوعی که در یک ساختمان به ‌کار ‌رفته باشد، فعالیت‌های مشکوک را به‌سرعت و به‌صورت خودکار اسکن ممی‌کند و کاملا آن را تشخیص می‌دهد. همچنین، در صورت لزوم، هشدارهایی را برای مالکان ارسال خواهد کرد. با تزریق هوش مصنوعی در سیستم‌های ایمنی می‌توان دسترسی به مناطق حساس را محدود کرد، مگر اینکه کاربر کد دسترسی داشته باشد.

با کاربرد هوش مصنوعی در معماری می‌توان الگوهای مصرف ساختمان را به‌منظور ایجاد شرایط ایده‌آل برای صرفه‌جویی در انرژی و هزینه‌ها بهینه‌سازی کرد. به‌عنوان مثال، ترموستات‌های هوشمند به‌طور فزاینده‌ای در بین مصرف‌کنندگان محبوب می‌شود.

این ترموستات برای نگه داشتن یک ساختمان در دمای مطلوب عالی است. همچنین در صورت خطرناک شدن نوسانات درجه حرارت به کاربران هشدار می‌دهد. دستگاه‌های هوش مصنوعی همچنین داده‌های حسگرها را برای تشخیص نشت و نقص در ساختمان تجزیه‌و‌تحلیل می‌کنند.

برنامه‌ریزی و مدیریت شهرها، شهرک‌ها و مناطق شهری کاری پیچیده شناخته می‌شود که قابلیت بالایی برای بهره بردن از پیشرفت‌های فناوری هوش مصنوعی را دارد. مثلا با یادگیری ماشین (Machine Learning) می‌توان به‌طور خودکار بهینه‌ترین مسیرها را برای ابزارهای برقی شناخت یا با بازبینی طراحی شهری، همه چیز را در زمان واقعی به‌روزرسانی کرد. همه این‌ها باعث می‌شود برنامه‌ریزی و تغییر زیرساخت‌ها به زمان و کار بسیار کمتری نیاز داشته باشد.

مثلا شرکت Construction AI یک استارت‌آپ در این فضا به‌حساب می‌آید که در خودکارسازی تکراری‌ترین و وقت‌گیرترین وظایف در برنامه‌ریزی توسعه‌های بزرگ شهری تخصص دارد. ترکیب هوش مصنوعی مولد و نرم‌افزارهای امروزی مرحله برنامه‌ریزی زیرساخت‌ها را به چند روز کاهش می‌دهد. بنابراین متخصصان و معماران زمان بیشتری برای تکمیل سایر وظایف در اختیار خواهند داشت.

هوش مصنوعی امکان دسترسی به اطلاعات افراد از جمله معرفی مواردی را که پسندیده‌اند و سابقه خرید آن‌ها را فراهم می‌کند. اطلاعاتی که توسط شرکت‌ها برای بازاریابی بهتر محصولات آن‌ها استفاده می‌شود. اما این موضوع چه ارتباطی با کاربرد هوش مصنوعی در معماری دارد؟

با ارتقای AI به سطوح بالاتر، شرکت‌ها می‌توانند ساختمان‌هایی را بر اساس نحوه تعامل مردم با محیط اطراف خود و تجربه‌شان در فضاهای عمومی طراحی کنند. موضوعی که از آن با عنوان شهرهای هوشمند یاد می‌شود. علاوه بر این، بسیاری بر این باورند که آینده جهان به شهرهای هوشمند تعلق دارد. زیرا آن‌ها تمیزتر، از نظر فضا کارآمدتر و در جهت اجتماع و فرصت‌های اقتصادی بهتر هستند. هوش مصنوعی همه این‌ها را ممکن می‌سازد.

هوش مصنوعی می‌تواند طراحی خانه‌ها را کاملا متحول کند. زیرا معماران نه‌تنها از آن برای طراحی کامل خانه‌ها استفاده خواهند کرد، بلکه به این موضوع می‌اندیشند که AI چگونه می‌تواند تجربه کاربر را بهبود بخشد. در واقع فناوری AI امکان ساخت خانه‌های هوشمند را درست مانند شهرهای هوشمند عملی می‌سازد.

بنابراین چالش یک معمار آن است که چگونه بتواند از هوش مصنوعی برای طراحی بهتر خانه و بهبود زندگی ساکنان آن استفاده کند. بدین ترتیب، ظاهر خانه‌ها می‌تواند در سال‌های آینده بسیار متفاوت از امروز باشد. ظهور خانه‌های هوشمند مبتنی بر AI، معماران را قادر می‌سازد تا نسبت به مدل‌های سنتی ساخت‌و‌ساز بازنگری کامل و اساسی انجام دهند.

در حال حاضر از هوش مصنوعی در معماری برای نظارت بر حرکات و تعامل بین کارگران، مواد و تجهیزات در سایت‌های ساخت‌و‌ساز استفاده می‌شود. همچنین در حین کار، ناظران ساخت‌و‌ساز را از مسائل احتمالی ایمنی و بهره‌وری آگاه می‌سازد.

علاوه بر این، اخیرا درمورد پتانسیل پرینترهای سه‌بعدی برای ساخت خانه‌ها، ربات‌ها و درویدهایی می‌شنویم که برای انجام کارهای خطرناک یا تکراری در محل ساخت‌و‌سازطراحی شده‌اند. مثلا شرکت ICON اولین خانه چاپ سه‌بعدی را در آمریکا ساخت و مرزهای پیشرفت فناوری هوش مصنوعی را در این زمینه جابه‌جا کرد. البته بعید است که در شراط فعلی هوش مصنوعی بتواند جایگزین نیروی انسانی شود. بنابراین با افزایش تعداد پروژه‌های جدید، نیاز به کارگران ساختمانی و مشاغل ماهر همچنان افزایش خواهد یافت.